Революційна система управління енергією: поєднання сонця, вітру та акумуляторів

Дослідники з Hassan II University у Касабланці (Марокко) розробили унікальну систему управління гібридними відновлюваними джерелами енергії, яка здатна вирішити одну з найскладніших проблем сучасної альтернативної енергетики — ефективне акумулювання та розподіл електроенергії.

Основна інновація розробки полягає у впровадженні інтелектуальної системи керування з використанням подвійних активних мостових (DAB) DC-DC перетворювачів та нейронної мережі, яка в реальному часі аналізує та оптимізує енергетичні потоки. Вчені створили унікальний алгоритм, що дозволяє максимально ефективно використовувати енергію від сонячних панелей, вітрових турбін та акумуляторних батарей.

Ключова особливість системи — здатність динамічно адаптуватися до змінних кліматичних умов та навантажень. Штучний інтелект миттєво розраховує оптимальний струм для сонячних панелей, враховуючи температуру та рівень сонячної радіації. Це дозволяє отримати максимальну потужність навіть за несприятливих погодних умов.

Дослідження показало, що розроблена система здатна вирішувати складні енергетичні завдання в шести різних сценаріях. Наприклад, коли вироблення електроенергії перевищує поточне споживання, система автоматично спрямовує надлишок потужності на зарядку акумуляторів або спеціальне навантаження для скидання. Коли ж генерація менша за попит, система плавно перемикається на розрядку акумуляторів.

Унікальний алгоритм управління енергією базується на постійному моніторингу стану заряду акумуляторної батареї. Система не дозволяє батареї повністю розрядитися або перезарядитися, що значно подовжує термін її експлуатації. Науковці впровадили спеціальну гістерезисну смугу, яка унеможливлює часті переходи між режимами зарядки та розрядки.

Математичне моделювання та комп'ютерні симуляції підтвердили високу ефективність розробки. Система демонструє стабільну роботу за різних кліматичних умов, швидко адаптується до змін навантаження та забезпечує максимально ефективне використання відновлюваних джерел енергії.

Дослідження проводилися з використанням сучасного обладнання та програмного забезпечення MATLAB/Simulink. Науковці змоделювали роботу системи з сонячними панелями потужністю 64 кВт, вітровими турбінами на 100 кВт та акумуляторними батареями.

Практична цінність розробки полягає в її потенційному застосуванні в автономних енергетичних системах, мікромережах, сільській електрифікації та інтеграції відновлюваних джерел енергії. Технологія особливо перспективна для регіонів з нестабільним електропостачанням або складними кліматичними умовами.

Автори дослідження — K. Sabhi, M. Talea, H. Bahri та S. Dani з кафедри фізики Університету Хасана II в Касабланці (Марокко) — продовжують вдосконалювати розроблену систему, плануючи в майбутньому оптимізувати її алгоритми та розширити функціональність.